మొక్కలలో డెల్లా ప్రోటీన్ నియంత్రణ యొక్క యంత్రాంగాన్ని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు.

ఇండియన్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్సెస్ (IISc) లోని బయోకెమిస్ట్రీ విభాగానికి చెందిన పరిశోధకులు బ్రయోఫైట్స్ (నాచులు మరియు లివర్‌వోర్ట్‌లతో సహా) వంటి ఆదిమ భూమి మొక్కలు ఉపయోగించే దీర్ఘకాలంగా కోరుకునే యంత్రాంగాన్ని కనుగొన్నారు.మొక్కల పెరుగుదలను నియంత్రించండి- ఇటీవల అభివృద్ధి చెందిన పుష్పించే మొక్కలలో కూడా సంరక్షించబడిన ఒక యంత్రాంగం.

నేచర్ కెమికల్ బయాలజీ జర్నల్‌లో ప్రచురించబడిన ఈ అధ్యయనం, పిండ మొక్కలలో (భూమి మొక్కలు) కణ విభజనను నిరోధించగల మాస్టర్ గ్రోత్ రెగ్యులేటర్ అయిన డెల్లా ప్రోటీన్ యొక్క నాన్-క్లాసికల్ రెగ్యులేషన్‌పై దృష్టి పెడుతుంది.
"డెల్లా స్పీడ్ బంప్ లాగా పనిచేస్తుంది, కానీ ఈ స్పీడ్ బంప్ నిరంతరం ఉంటే, మొక్క కదలదు" అని బయోకెమిస్ట్రీ అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ మరియు అధ్యయనం యొక్క సహ రచయిత దేబబ్రత లాహా వివరించారు. అందువల్ల, మొక్కల పెరుగుదలను ప్రోత్సహించడానికి డెల్లా ప్రోటీన్ల క్షీణత చాలా కీలకం. పుష్పించే మొక్కలలో, ఫైటోహార్మోన్ ఉన్నప్పుడు డెల్లా క్షీణిస్తుందిగిబ్బరెల్లిన్ (GA)దాని గ్రాహక GID1 తో బంధించి, GA-GID1-DELLA కాంప్లెక్స్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. తదనంతరం, DELLA రెప్రెసర్ ప్రోటీన్ యుబిక్విటిన్ గొలుసులతో బంధించి 26S ప్రోటీసోమ్ ద్వారా అధోకరణం చెందుతుంది.
ఆసక్తికరంగా, బ్రయోఫైట్లు సుమారు 500 మిలియన్ సంవత్సరాల క్రితం భూమిని వలసరాజ్యం చేసిన మొదటి మొక్కలలో ఉన్నాయి. అవి ఫైటోహార్మోన్ గిబ్బరెల్లిన్ (GA) ను ఉత్పత్తి చేసినప్పటికీ, వాటికి GID1 గ్రాహకం లేదు. ఇది ప్రశ్నను లేవనెత్తుతుంది: ఈ ప్రారంభ భూ మొక్కల పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధి ఎలా నియంత్రించబడ్డాయి?
సంబంధిత VIH జన్యువును నాశనం చేయడానికి పరిశోధకులు CRISPR-Cas9 వ్యవస్థను ఉపయోగించారు, తద్వారా VIH పాత్రను నిర్ధారించారు. క్రియాత్మక VIH ఎంజైమ్ లేని మొక్కలు తీవ్రమైన పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధి లోపాలు మరియు దట్టమైన థాలస్, బలహీనమైన రేడియల్ పెరుగుదల మరియు కాలిక్స్ లేకపోవడం వంటి పదనిర్మాణ అసాధారణతలను ప్రదర్శిస్తాయి. VIH ఎంజైమ్ యొక్క ఒకే ఒక చివర (N-టెర్మినస్) ఉత్పత్తి చేయడానికి మొక్క జన్యువును సవరించడం ద్వారా ఈ లోపాలను సరిదిద్దారు. అధునాతన క్రోమాటోగ్రఫీ పద్ధతులను ఉపయోగించి, పరిశోధనా బృందం N-టెర్మినస్‌లో InsP₈ ఉత్పత్తిని ఉత్ప్రేరకపరిచే కినేస్ డొమైన్ ఉందని కనుగొంది.
VIH కినేస్ యొక్క సెల్యులార్ లక్ష్యాలలో DELLA ఒకటి అని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు. ఇంకా, MpVIH-లోపం ఉన్న మొక్కల సమలక్షణం పెరిగిన DELLA వ్యక్తీకరణ కలిగిన మిస్కాంతస్ మల్టీఫార్మ్ మొక్కల మాదిరిగానే ఉందని వారు గమనించారు.
"ఈ దశలో, MpVIH-లోపం ఉన్న మొక్కలలో DELLA స్థిరత్వం లేదా కార్యాచరణ మెరుగుపడుతుందో లేదో తెలుసుకోవడానికి మేము ఆసక్తిగా ఉన్నాము" అని లాహే పరిశోధనా బృందంలో డాక్టరల్ విద్యార్థి మరియు ఈ పత్రం యొక్క మొదటి రచయిత ప్రియాంషి రాణా అన్నారు. వారి పరికల్పనకు అనుగుణంగా, DELLA నిరోధం MpVIH ఉత్పరివర్తన చెందిన మొక్కలలో పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధి లోపాలను గణనీయంగా పునరుద్ధరించిందని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు. ఈ పరిశోధనలు VIH కినేస్ DELLAను ప్రతికూలంగా నియంత్రిస్తుందని, తద్వారా మొక్కల పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధిని ప్రోత్సహిస్తుందని సూచిస్తున్నాయి.
ఈ బ్రయోఫైట్‌లో ఇనోసిటాల్ పైరోఫాస్ఫేట్ డెల్లా ప్రోటీన్ వ్యక్తీకరణను నియంత్రించే విధానాన్ని విశదీకరించడానికి పరిశోధకులు జన్యు, జీవరసాయన మరియు జీవభౌతిక పద్ధతులను కలిపారు. ప్రత్యేకంగా, MpVIH ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన InsP₈, MpDELLA ప్రోటీన్‌తో బంధిస్తుంది, దాని పాలియుబిక్విటినేషన్‌ను ప్రోత్సహిస్తుంది, ఇది ప్రోటీసోమ్ ద్వారా ఈ రెప్రెసర్ ప్రోటీన్ యొక్క క్షీణతకు దారితీస్తుంది.
డెల్లా ప్రోటీన్ పై పరిశోధన హరిత విప్లవం నాటిది, శాస్త్రవేత్తలు తెలియకుండానే అధిక దిగుబడినిచ్చే సెమీ-డ్వార్ఫ్ రకాలను సృష్టించే దాని సామర్థ్యాన్ని ఉపయోగించుకున్నారు. ఆ సమయంలో దాని చర్య యొక్క విధానం తెలియకపోయినా, ఆధునిక సాంకేతికతలు శాస్త్రవేత్తలు ఈ ప్రోటీన్ యొక్క పనితీరును మార్చటానికి జన్యు సవరణను ఉపయోగించుకునేలా చేశాయి, తద్వారా పంట దిగుబడిని సమర్థవంతంగా పెంచాయి.
"జనాభా పెరుగుదల మరియు వ్యవసాయ యోగ్యమైన భూమి తగ్గిపోతున్నందున, పంట దిగుబడి పెరగడం చాలా కీలకంగా మారింది" అని రహా అన్నారు. పిండ మొక్కలలో InsP₈-నియంత్రిత DELLA క్షీణత విస్తృతంగా వ్యాపించే అవకాశం ఉన్నందున, ఈ ఆవిష్కరణ తదుపరి తరం అధిక దిగుబడినిచ్చే పంటల అభివృద్ధికి మార్గం సుగమం చేస్తుంది.